Når jubelbruset stiger fra Brann Stadion kan det høres langt avgårde. Forsterker stemmene hverandre, undrer vår leser. Svaret tar oss fra drøvelen til fotballfans i Bergen og helt til Aamodt bru ved Akerselva i Oslo. (Foto: Enrique Cornejo, CC BY 3.0)
Spør en forsker: Er fotballbrøl selvforsterkende?
Blir lyden dobbelt så høy når to roper sammen? En leser har undret seg over styrken på jubelbrus fra Brann Stadion i Bergen.
Vetle Skjold fra Bergen skriver: «Hei! Jeg har et spørsmål som jeg har lurt på i mange år.
Jeg bor nemlig litt opp i fjellsiden fra Brann Stadion. Og når det er fotballkamp der, så kan jeg høre jubelbruset når det scores mål og pipekonserten når dommeren gjør en feil klart og tydelig.
Men hvis en person hadde stått alene og ropt der nede hvilken som helst annen dag, ville jeg aldri ha hørt det.
Spørsmålet er da - hvorfor har det seg sånn at når mange roper sammen, høres det mye tydeligere og overdøver andre lyder? Er det sånn at mange rop sammen amplifiserer hverandre?»
– Hvis han mener at det skjer en slags gjensidig amplifisering – forsterking – mellom ropene, så er nok ikke det riktig, svarer Sverre Holm.
Holm er professor i signalbehandling ved Universitetet i Oslo, med spesiell interesse for akustikk. Og akustikk kan forklare det som skjer.
– Når mange mennesker roper sammen, er det et eksempel på det som kalles inkoherent addisjon, sier Holm.
Og hva er nå inkoherent addisjon? Vi begynner med det enkleste ordet – addisjon.
Svinger ikke i takt
Det som skjer når mange mennesker roper samtidig, er ganske enkelt at menneskestemmene legger seg sammen – de adderes.
Akkurat som en pluss en er to, så gir ett pluss ett fotballbrøl to ganger så stor lydstyrke – blir dobbelt så sterkt.
Men inkoherent? Det betyr at brølene fra de forskjellige fotballfansene ikke er koherente – de svinger ikke i takt.
Ikke to drøvler er like
Selv om alle roper «Heia Brann», så er hvert av enkeltbrølene bare like hverandre rent språklig sett. Hvis du ser på lydbølgene i hvert rop, så er de litt forskjellige, ifølge Holm.
Annonse
Ikke to mennesker har helt lik drøvel. To menneskestemmer vibrerer på litt ulike måter. Lyd er trykkbølger som sprer seg ut gjennom lufta, som ringer av bølger på et tjern.
Når to forskjellige drøvler roper «Heia Brann», blir det som om to litt forskjellige steiner blir kastet omtrent samtidig ut i tjernet.
Lydbølger sprer seg som ringer i vann (t.v), og kan påvirke hverandre og lage mange forskjellige mønstre. De lyse, gule feltene er steder der lydbølgene summeres. Noen av de mørke er steder der lydbølgetopper og lydbølgedaler utsletter hverandre, som vist til høyre. (Figurer: Florian Marquardt, CC BY-SA 3.0 (t.v), Arnfinn Christensen, forskning.no (t.h))
Summerer eller utsletter hverandre
To bølgeringer sprer seg. De har litt forskjellig bølgehøyde – styrke – og avstand mellom bølgetoppene – tonehøyde eller frekvens.
Det betyr at bølgetoppene noen steder faller sammen – de blir dobbelt så høye. Andre steder treffer en bølgetopp fra den ene bølgeringen en bølgedal fra den andre. De motvirker hverandre – og kan til og med utslette hverandre helt.
Gjennomsnittet av summeringer og utslettelser blir omtrent en dobling i lydintensitet hvis vi har to lydkilder.
Støydempende hodetelefoner
– Denne siste effekten er den samme som brukes i hodetelefoner med aktiv støydemping, sier Holm.
Slike hodetelefoner har en mikrofon som fanger opp lyden utenfra – for eksempel trafikkstøy. Så snur den om på lyden, slik at lydbølgetopper i trafikkstøyen blir bølgedaler.
Denne omvendte – fasevendte, som akustikerne sier – lyden sendes tilbake inn i hodetelefonene sammen med musikken du hører på.
Dermed blir bølgetopper og bølgedaler lik null. Lydbølgene fra trafikkstøyen blir utslettet, sånn delvis i alle fall. Støyfjerningen virker best for dype basslyder.
De lyse lydene har så korte bølgelengder at trafikkstøyen inni øret og trafikkstøyen som mikrofonen fanger opp, ikke er helt like. Dermed blir ikke støyfjerningen perfekt.
– Skulle du hatt perfekt støyfjerning for lyse toner, måtte mikrofonen sittet akkurat på samme sted som trommehinnen inne i øret, sier Holm.
Taktfast marsj – taktfaste lydbølger
Hittil har han beskrevet inkoherent addering av lyd. Hva er så koherent addering?
Det betyr at lydbølgene svinger i takt. Da blir effekten den samme som når mange soldater marsjerer i takt.
En inskripsjon på Aamodt bru i Oslo viser hva som da kan skje:
Aamodt bru ble bygget i 1851-52, og gikk tidligere over Drammenselva ved Åmot i Modum. Broa er støpt på Nes jernverk, og hadde en ny konstruksjon da den ble laget, med støpte jernkjeder. Da den ble flyttet til Akerselva nær Grünerløkka i 1962, var det som et ledd i planene om et nytt Teknisk museum her. Tomta ble imidlertid for liten, og museet ble bygget på Kjelsås. (Foto: GAD, CC BY-SA 4.0)
Med andre ord: Hundre mann som går vanlig gir inkoherent addisjon av skrittene. Hvis de marsjerer i takt, blir det koherent addisjon av skrittene.
Hva betyr det for fotballbrølet fra Brann Stadion? Jo – hvis samtlige fotballfans klarte det utenkelige kunststykket å slenge drøvlene i akkurat samme gir – lage akkurat de samme lydbølgene – og samtidig rope fra akkurat samme sted, så ville effekten bli ganske enorm.
Annonse
– Da ville ikke lyden fra ti fotballfans bli ti ganger så sterk, som ved inkoherent summasjon. Den ville bli 100 ganger så sterk, sier Holm.
Heia Brann! Og hjelpe oss hvis dommeren gjør en feil …
